Với sự hỗ trợ của Sakuma Nobumori, Hiraide Norihide và Takigawa Kazumasu, những tướng lĩnh của Nobunaga, cùng những gia thần của mình là Torii Motohiro, Ogasawara Nagayoshi, Matsudaira Ietada, Honda Tadakatsu và Ishikawa Kazumasa, Ieyasu không có phép quân của Takeda đi qua lãnh thổ của ông mà không hề có bất kì một trở ngại nào. Do đó, ông đã kéo quân tới vùng cao nguyên Mikatagahara, phía bắc thành Hamamatsu. Theo Koyo Gunkan, một ghi chép đương thời về gia tộc Takeda, Shingen có quân số vượt trội hơn Ieyasu với tỉ lệ là ba chọi một và được tổ chức theo đội hình gyorin (魚鱗; vẩy cá) nhằm nhử Ieyasu tấn công trước. Trong khi quân của Ieyasu được trang bị hỏa khí và sắp xếp theo đội hình tuyến (鶴翼: cánh hạc) nhằm tăng cường sự hiểu quả của súng hỏa mai.

Vào buổi chiều, tuyết bắt đầu rơi, quân của Ieyasu khai hỏa tiến bước cùng với khinh binh trang bị nhẹ. Hỏa khí, lúc này đã được sử dụng trong những cuộc chiến ở Nhật Bản, là nhân tố vượt trội khiến Ieyasu mong muốn nó có thể đánh bại đội hình nhà Takeda. Tuy nhiên, Shingen đã ra lệnh đội kị binh của mình tấn công; kị binh chạy nước rút tràn qua tuyến bộ binh trang bị súng của Ieyasu. Cánh trái quân Ieyasu dù chịu nhiều tổn thất nhưng vẫn đứng vững. Dù vậy, quân đồng minh Nobunaga thật sự đã bị tiêu diệt với cái chết của Hiraide cùng với việc Takigawa và Sakuma đều bị loại khỏi vòng chiến.[2]